教學(xué)能力大賽授課教案

1、附件6 學(xué)院 教 學(xué) 方 案 設(shè) 計(jì) （學(xué)習(xí)領(lǐng)域、項(xiàng)目課程用） （2012 / 2013 學(xué)年第 1 學(xué)期）課程名稱（全稱） 鋼結(jié)構(gòu)工程施工 所屬專業(yè) 建筑工程技術(shù) 所屬學(xué)院（部） 建筑工程技術(shù)學(xué)院 授課班級(jí) 課程總學(xué)時(shí) 96 本學(xué)期學(xué)時(shí) 96 課程總學(xué)分 6.0 本學(xué)期學(xué)分 6.0 任課教師 學(xué)習(xí)單元三 教學(xué)方案設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境、項(xiàng)目名稱學(xué)習(xí)單元3 管桁架結(jié)構(gòu)工程施工學(xué)習(xí)情境、項(xiàng)目單元名稱子單元2 普通管桁架結(jié)構(gòu)加工與安裝學(xué)習(xí)地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻直播教室學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)資源（設(shè)備、材料、工具）視頻直播設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)工程施工精品課程網(wǎng)站、管桁架深化圖紙（包括模型）、投影儀、電腦、AutoCAD和3D3S軟件、

2、工作任務(wù)單、 技術(shù)交底記錄表等教材、參考書教材：鋼結(jié)構(gòu)工程施工，中國建筑工業(yè)出版社，2011年，第一版；參考書：鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范，GB50755-2012；空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，JGJ7-2010；3D3S鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件V10軟件使用說明書。班 級(jí)周 次星 期節(jié) 次一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（知識(shí)，技能，素質(zhì)）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知識(shí)目標(biāo)1）普通管桁架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析； 2）普通管桁架結(jié)構(gòu)工程量統(tǒng)計(jì)方法3）普通鋼結(jié)構(gòu)吊裝驗(yàn)算；2、技能目標(biāo)1）能熟練識(shí)讀普通管桁架結(jié)構(gòu)圖紙并組織交底；2）能根據(jù)工程特點(diǎn)選擇加工和安裝設(shè)備；3）能進(jìn)行普通管桁架加工拼裝、吊裝施工；3、素質(zhì)目標(biāo)1）養(yǎng)成遵守國家規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣2）養(yǎng)成

3、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的良好工作作風(fēng)主要知識(shí)點(diǎn)：1、管桁架結(jié)構(gòu)組成、力學(xué)特點(diǎn)分析；2、管桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型簡(jiǎn)化；3、管桁架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)拼裝方法；4、管桁架結(jié)構(gòu)施工計(jì)算原理；主要技能點(diǎn)：1、管桁架結(jié)構(gòu)圖紙識(shí)讀；2、管桁架結(jié)構(gòu)的加工與制作；3、管桁架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)拼裝；4、管桁架結(jié)構(gòu)施工計(jì)算；5、管桁架結(jié)構(gòu)吊裝施工方法。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容主要講述管桁架結(jié)構(gòu)組成與力學(xué)特點(diǎn)、圖紙識(shí)讀；管桁架構(gòu)件的加工設(shè)備、制作工藝；管桁架結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝；管桁架施工計(jì)算；管桁架的施工安裝方法等內(nèi)容。1、管桁架結(jié)構(gòu)組成、力學(xué)特點(diǎn)；2、管桁架結(jié)構(gòu)加工設(shè)備、制作工藝；3、管桁架加工胎架制作和管桁架結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝；4、管桁架的吊裝驗(yàn)算、支撐架計(jì)算等施工計(jì)算

4、內(nèi)容；5、管桁架的吊裝安裝方法。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析由于學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前，已經(jīng)開設(shè)了建筑識(shí)圖與繪圖、建筑力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等課程，具備管桁架結(jié)構(gòu)的識(shí)圖、AutoCAD和3D3S計(jì)算軟件的操作技能。但管桁架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系和模型簡(jiǎn)化方面的綜合技能比較薄弱，綜合本專業(yè)施工員崗位培養(yǎng)目標(biāo)和本課程使學(xué)生初步具備常見普通管桁架結(jié)構(gòu)的加工和安裝能力的目標(biāo)，故本子單元的重點(diǎn)和難點(diǎn)分析如下：重點(diǎn)：1、管桁架安裝方法選擇；2、管桁架結(jié)構(gòu)的施工計(jì)算管桁架吊裝驗(yàn)算及支撐架計(jì)算；難點(diǎn)：1、管桁架結(jié)構(gòu)的施工計(jì)算；四、學(xué)情分析1、學(xué)生特點(diǎn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，不愿意預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，不愿學(xué)習(xí)理論計(jì)算內(nèi)容，不愿思考，愿意動(dòng)手。2、學(xué)生已有

5、知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生在本門課程之前已經(jīng)修完建筑識(shí)圖與繪圖、建筑工程施工測(cè)量、建筑材料與檢測(cè)、建筑力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等職業(yè)崗位平臺(tái)課程，已具備基本的鋼結(jié)構(gòu)識(shí)圖、結(jié)構(gòu)體系分析、鋼構(gòu)件計(jì)算、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)等相關(guān)理論知識(shí)。3、學(xué)生已有技能基礎(chǔ)學(xué)生已具備基本的鋼結(jié)構(gòu)識(shí)圖能力、結(jié)構(gòu)體系分析能力、鋼構(gòu)件計(jì)算能力、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)能力、簡(jiǎn)單的AutoCAD軟件操作能力和3D3S結(jié)構(gòu)軟件操作能力等。4、學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)情況學(xué)生在上一年已經(jīng)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)近3個(gè)月，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)施工員崗位工作內(nèi)容與要求有一定的了解，對(duì)施工方案的具體內(nèi)容、如何實(shí)施技術(shù)交底有了切身體會(huì)與感受。5、知識(shí)和技能的不足建筑力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)理論知識(shí)不扎實(shí)；理論

6、與實(shí)際脫節(jié)；分析問題和解決問題的能力不足，對(duì)于國家規(guī)范的具體要求不明確，尚未養(yǎng)成遵守國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)習(xí)慣。五、教學(xué)設(shè)計(jì)基本原則：1、將教學(xué)內(nèi)容與信息資源進(jìn)行有機(jī)整合，創(chuàng)造一個(gè)同時(shí)具備工程體驗(yàn)功能、教學(xué)實(shí)施功能、學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)功能和實(shí)時(shí)互動(dòng)交流功能的多功能信息化教學(xué)環(huán)境。2、以管桁架結(jié)構(gòu)工程施工工作過程為導(dǎo)向組織教學(xué)，力求做到“學(xué)做合一”，實(shí)現(xiàn)“做中教、做中學(xué)”。3、充分利用視頻直播教室、多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課程等信息化教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。教學(xué)組織：遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以信息化學(xué)習(xí)情境為載體，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，將本單元24個(gè)學(xué)時(shí)劃分為“案例導(dǎo)引”、“案例分

7、析”、“確定任務(wù)”、“任務(wù)實(shí)施”、“考核評(píng)價(jià)”和“拓展提高”六個(gè)環(huán)節(jié)。教學(xué)方法、手段：1、案例教學(xué)法本情境教學(xué)開始引入工程案例或?qū)嵗?，引出課程重點(diǎn)和難點(diǎn)；2、過程互動(dòng)教學(xué)法教學(xué)過程中使學(xué)生積極回答或做實(shí)訓(xùn)題；3、分階段總結(jié)教學(xué)法內(nèi)容的講解和虛擬安裝實(shí)訓(xùn)中，不斷總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)及能力需求的描述；4、“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”法，下發(fā)工作任務(wù)單，由學(xué)生分組完成，學(xué)生互評(píng)，教師考核和講評(píng)。六、學(xué)習(xí)過程環(huán)節(jié)一：案例導(dǎo)引（10min）為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，了解職場(chǎng)環(huán)境與職業(yè)技能，盡量利用施工現(xiàn)場(chǎng)直播教室設(shè)備，從具備實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播龍信集團(tuán)和中南集團(tuán)遍布全國近200個(gè)工地的建設(shè)情況的直播教室資源中提前選取合適的

8、工程案例，以其實(shí)時(shí)直播圖像設(shè)置學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在單元學(xué)習(xí)之初先對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行直觀的了解和認(rèn)識(shí)。環(huán)節(jié)二：案例分析（35min）利用鋼結(jié)構(gòu)工程施工國家精品課程網(wǎng)站動(dòng)畫資源，介紹所選普通管桁架工程案例的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工制作、施工安裝等內(nèi)容。環(huán)節(jié)三：確定任務(wù)（10min）下發(fā)工作任務(wù)單（包括交底記錄表）：根據(jù)施工員的工作任務(wù)和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，本單元設(shè)置管桁架加工設(shè)備選用及制作、管桁架安裝方法選擇、管桁架吊裝驗(yàn)算及支撐架計(jì)算、管桁架施工方案編制四個(gè)任務(wù)，管桁架工程圖紙?jiān)诒鹃T課程開課時(shí)已下發(fā)。1、管桁架加工設(shè)備選用及制作考核標(biāo)準(zhǔn)：正確選用加工設(shè)備；2、管桁架安裝方法選擇考核標(biāo)準(zhǔn)：能確定多種安裝方法

9、，且能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)對(duì)比；3、管桁架吊裝驗(yàn)算及支撐架計(jì)算考核標(biāo)準(zhǔn)：能正確運(yùn)用3D3S等軟件進(jìn)行吊裝驗(yàn)算及支撐架計(jì)算；4、管桁架施工方案編制考核標(biāo)準(zhǔn)：方案安全、經(jīng)濟(jì)、合理、可行。 環(huán)節(jié)四：任務(wù)實(shí)施（80min）將教學(xué)班分為4個(gè)組，任務(wù)實(shí)施以管桁架工程施工“加工制作選定方案施工計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工安裝”的工作過程為主線進(jìn)行教學(xué)實(shí)施。首先利用三維漫游動(dòng)畫讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)加工車間布置情況及鋼構(gòu)件加工制作設(shè)備進(jìn)行直觀的體驗(yàn)，將管桁架構(gòu)件的設(shè)備性能、參數(shù)及整個(gè)加工過程以動(dòng)畫形式呈現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。針對(duì)給定任務(wù)由各小組組織進(jìn)行管桁架加工交底和討論其拼裝方案，使

10、學(xué)生仿佛已經(jīng)置身于鋼結(jié)構(gòu)加工車間，以利于學(xué)生掌握設(shè)備性能參數(shù)、加工工藝、加工交底要點(diǎn)和拼裝方法。為學(xué)生營造逼真的、具有體驗(yàn)功能的學(xué)習(xí)環(huán)境，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)。管桁架加工動(dòng)畫及交底（15min）管桁架分段拼裝方案（10min）管桁架吊裝驗(yàn)算（25min）管桁架施工交底與實(shí)施（30min）1、觀看鋼結(jié)構(gòu)加工動(dòng)畫，學(xué)習(xí)加工設(shè)備性能、用途等。（10min）觀看鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)廠區(qū)、加工車間、設(shè)備平面布置、設(shè)備類型動(dòng)畫，然后講解加工車間設(shè)備技術(shù)參數(shù)、適用范圍、加工方法等內(nèi)容；對(duì)典型的管桁架加工設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)講解，使學(xué)生掌握設(shè)備參數(shù)及其操作方法、加工制作工藝；2、由各小組組織進(jìn)行管桁

11、架加工交底（10min）1）結(jié)合分析本任務(wù)管桁架結(jié)構(gòu)加工特點(diǎn)（大部分鋼管截面較小，鋼管最大規(guī)格為24520，最小規(guī)格604）；2）加工設(shè)備的選擇：根據(jù)本任務(wù)工程特點(diǎn)，選擇HID-600MTS五維數(shù)控相貫線切割機(jī)、PB330相貫線切割機(jī)均能滿足本工程加工要求；3、討論其拼裝方案（10min）1）按照小組進(jìn)行管桁架加工交底，填寫管桁架加工交底記錄表；2）討論其拼裝方案：?jiǎn)l(fā)學(xué)生思考采用正拼法、臥拼法還是倒拼法更方便？（環(huán)桁架采用正拼法，次桁架采用倒拼法，主桁架采用臥拼法比較合理）4、啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)給定管桁架模型進(jìn)行力學(xué)和結(jié)構(gòu)分析，選定安裝順序。（10min）啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)給定管桁架

12、模型進(jìn)行力學(xué)和結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)分析結(jié)論和現(xiàn)場(chǎng)施工條件情況給定兩種安裝方法，啟發(fā)學(xué)生思考本工程是否還可以采用其他安裝方法，并以動(dòng)畫的形式展現(xiàn)給學(xué)生，施工工序一目了然，結(jié)合對(duì)多種安裝方法進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比和分析，引導(dǎo)學(xué)生最終選定施工方案。1）本任務(wù)管桁架具有跨度大、桿件截面小、空間剛度要求高、施工荷載的傳遞必須有效傳遞的特點(diǎn)，經(jīng)過分析，其自重在施工過程中不可能有效傳遞到四根20002000的混凝土柱上，必須設(shè)置支撐架以承擔(dān)施工過程中的管桁架自重及施工荷載。2）由于本管桁架桿件截面小，大部分桿件截面764，易在施工中產(chǎn)生較大的截面應(yīng)力而產(chǎn)生破壞，由于主桁架荷載傳遞到環(huán)桁架上，故環(huán)桁架的相關(guān)施工

13、計(jì)算更為重要。3）為降低施工措施費(fèi)，引導(dǎo)思考支撐架取多少榀可以滿足工程施工要求。方案1：安裝順序?yàn)榄h(huán)桁架安裝邊主桁架中主桁架（每榀主桁架設(shè)3榀支撐架，共設(shè)33榀支撐架）。安全可靠，但措施費(fèi)高方案2：安裝順序?yàn)榄h(huán)桁架安裝邊主桁架中主桁架（每榀主桁架跨中設(shè)1榀支撐架，當(dāng)支撐架達(dá)到3榀后將第一榀支撐架移至下一榀主桁架下方，共設(shè)3榀支撐架）。措施費(fèi)少，節(jié)約90%支撐架，但安全度稍差，但經(jīng)計(jì)算后仍可滿足本工程安裝要求經(jīng)過對(duì)方案1和方案2技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，選擇方案2更為合理。方案1 方案2引導(dǎo)學(xué)生思考可能采取的其他方案。方案3：安裝順序?yàn)榄h(huán)桁架安裝邊主桁架中主桁架邊主桁架（每榀主桁架跨中設(shè)2榀支撐架

14、，支撐架下設(shè)置滑移軌道，當(dāng)支撐架達(dá)到6榀后，將其中3榀支撐架滑移至下一榀主桁架下方，隨著主桁架的吊裝再滑移另3榀支撐架，交替實(shí)施。共設(shè)6榀支撐架）。措施費(fèi)較少，節(jié)約80%支撐架，安全度比方案2高，但多出滑移軌道的措施費(fèi)，滑移過程安全度較差。5、管桁架吊裝驗(yàn)算及支撐架計(jì)算（15min）針對(duì)選定的施工方案引導(dǎo)學(xué)生利用前導(dǎo)課程掌握的CAD和3D3S軟件操作技能結(jié)合任務(wù)給定的管桁架模型進(jìn)行施工支撐架的建模和計(jì)算及進(jìn)行管桁架的吊裝驗(yàn)算，使學(xué)生建立施工安全的基本概念，掌握支撐架建模、設(shè)計(jì)和管桁架吊裝驗(yàn)算方法，由于軟件工具的使用以學(xué)生建筑識(shí)圖與繪圖實(shí)訓(xùn)中已經(jīng)熟悉的三維CAD建模技能為基礎(chǔ)，非常易于掌握，可以

15、增強(qiáng)學(xué)生的自信和成就感，為學(xué)生營造了具有教學(xué)實(shí)施功能的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而突破本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。1）組織學(xué)生按照給定的管桁架模型利用軟件進(jìn)行桁架吊裝驗(yàn)算2）支撐架計(jì)算經(jīng)計(jì)算，管桁架、支撐架均滿足安裝要求。（引導(dǎo)學(xué)生思考如果不滿足要求情況下，應(yīng)該如何對(duì)管桁架進(jìn)行加固）6、管桁架虛擬拼裝和安裝（30min）1）管桁架虛擬拼裝（8min）然后以圖片和動(dòng)畫的形式結(jié)合國家規(guī)范要求進(jìn)行管桁架拼裝的講解，引導(dǎo)學(xué)生選定合理的拼裝方法，利用CAD軟件結(jié)合給定模型在軟件中實(shí)施管桁架拼裝，避免枯燥的規(guī)范條文講解。2）管桁架虛擬安裝（22min）組織學(xué)生利用三維CAD，按照任務(wù)給定的模型以各組選定的施工工序在CAD軟件中

16、模擬支撐架設(shè)置和工程吊裝以實(shí)施安裝。3）最后將實(shí)際工程的施工過程形成word文檔格式的施工方案，然后對(duì)照實(shí)際案例進(jìn)行施工方案要點(diǎn)的講解并組織各組學(xué)生進(jìn)行管桁架施工安裝交底。環(huán)節(jié)五：考核評(píng)價(jià)（20min）1、打開鋼結(jié)構(gòu)工程施工精品課程網(wǎng)站進(jìn)行本子單元自測(cè)（10min）利用鋼結(jié)構(gòu)工程施工精品課程網(wǎng)站中的自測(cè)與考試系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的基本知識(shí)和技能要點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況，在網(wǎng)站后臺(tái)中查看每一位學(xué)生的考核結(jié)果，觀察整個(gè)班級(jí)的成績分布，了解學(xué)生對(duì)各部分知識(shí)點(diǎn)理解和掌握情況。根據(jù)成績分布對(duì)薄弱點(diǎn)再布置課后作業(yè)強(qiáng)化訓(xùn)練。2、對(duì)各組交底記錄表實(shí)施教師評(píng)價(jià)（10min）環(huán)節(jié)六：拓展提高（25min）根據(jù)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握程度的觀測(cè)結(jié)果，本子單元繼續(xù)拓展學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容，將較為復(fù)雜的“復(fù)雜管桁架結(jié)構(gòu)加工與安裝”工藝以動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，同時(shí)進(jìn)行講解，起到對(duì)前面所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行鞏固和提高的作用，從而增強(qiáng)學(xué)生的復(fù)雜工程施工工作適應(yīng)能力。1、打開鋼結(jié)構(gòu)工程施工精品課程網(wǎng)站觀看圖片和動(dòng)畫（22min）2、布置作業(yè)（3min）1）對(duì)拓展的復(fù)雜管桁架的現(xiàn)場(chǎng)拼裝和安裝方法進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)、適用情況，撰寫拓展的復(fù)雜管桁架的吊裝專項(xiàng)方案。2）觀看鋼結(jié)構(gòu)工程施工精品